Kas ir nanotranzistors?

Tranzistora miniaturizācija ir bijusi 50 gadu progresa pazīme mazāku datoru jomā. Tendence, kas pazīstama kā Mūra likums, tranzistoru skaits, ko inženieri ir spējuši ievietot fiksēta izmēra mikroshēmā, ir konsekventi dubultojies ik pēc 18 līdz 24 mēnešiem. Tādējādi visa skaitļošanas vēsture sastāvēja no daudziem desmitiem dubultošanās. Diemžēl skaitļošanas nozarei šī tendence nevar saglabāties mūžīgi – strāvas tranzistoru mazie izmēri sāk saskarties ar fizikas likumiem.

Centieni izgatavot mazāku nanotranzistoru ir stimuls izpildīt Mūra likumu un nodrošināt klientiem labāku un ātrāku elektroniku. Parastā fotolitogrāfija piedāvā ierobežojumus tam, cik mazu nanotranzistoru var izgatavot, tāpēc tiek mēģināts izmantot jaunas pieejas, tostarp izmantojot mikrobus un lēnu ķīmisko tvaiku pārklāšanu, lai sintezētu tranzistora komponentus. Nanotehnoloģiju priekšplānā ir centieni izgatavot nanotranzistorus.

2001. gada novembrī Bell Labs zinātnieki veica lielu soli uz priekšu centienos izveidot mazākus nanotranzistorus, izgatavojot individuāli adresējamus nanotranzistorus atsevišķas molekulas mērogā. Šīs ierīces ir tik niecīgas, ka uz adatas galvas varētu ietilpt aptuveni 10 miljoni. Izaicinājums izveidot sīkus elektrodus šiem tranzistoriem tika atrisināts, izmantojot pašsalikšanu — molekulu salikšanu noteiktā maisījumā, kas liek tām apvienoties un pašas salikt bez tiešas inženiera iejaukšanās. Diemžēl šī pieeja joprojām ir eksperimentāla un vēl nav dzīvotspējīga masveida ražošanā.

2008. gada janvārī Ilinoisas Universitātes zinātnieki veica vēl vienu pavērsienu nanotranzistoru izstrādē, kad viņi izveidoja nanotranzistoru radio, kura aktīvās sastāvdaļas ir izgatavotas tikai no oglekļa nanocaurulēm. Oglekļa nanocaurules ir ārkārtīgi elastīgi materiāli ar nepārspējamu izturību un lietderību elektronikā.

Tā kā nanotranzistori ir tik mazi, to uzvedību nevar pilnībā aprakstīt ar pašreizējām teorijām. Tāpēc tiek turpināti centieni izstrādāt jaunas teorijas, kuras var izmantot nanomērogā.